Conceptos fluidos y analogías creativas: modelos informáticos de los mecanismos fundamentales del pensamiento es un libro de 1995 de Douglas Hofstadter y otros miembros del Grupo de investigación de analogías fluidas que explora los mecanismos de la inteligencia a través del modelado informático . Sostiene que las nociones de analogía y fluidez son fundamentales para explicar cómo la mente humana resuelve problemas y para crear programas informáticos que muestren un comportamiento inteligente. Analiza varios programas informáticos que los miembros del grupo han creado a lo largo de los años para resolver problemas que requieren inteligencia.
Fue el primer libro vendido por Amazon.com . [1]
El libro es una colección de artículos revisados que aparecieron con anterioridad, cada uno precedido por una introducción de Hofstadter. Describen el trabajo científico de él y sus colaboradores en los años 1980 y 1990. El proyecto comenzó a fines de los años 1970 en la Universidad de Indiana. En 1983 se tomó un año sabático en el MIT, trabajando en el Laboratorio de Inteligencia Artificial de Marvin Minsky . Allí conoció y colaboró con Melanie Mitchell , quien luego se convirtió en su estudiante de doctorado. Posteriormente, Hofstadter se mudó a la Universidad de Michigan, donde se fundó el FARG (Fluid Analogies Research Group). Finalmente regresó a la Universidad de Indiana en 1988, continuando la investigación del FARG allí. El libro fue escrito durante un año sabático en el Istituto per la Ricerca Scientifica e Tecnologica en Trento, Italia.
Tras la publicación, Jon Udell , editor técnico senior general de BYTE , dijo: [2]
Hace quince años, Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid irrumpió en la escena literaria, ganándose a su autor un premio Pulitzer y una columna mensual en Scientific American . La exuberante síntesis de matemáticas, música y arte de Douglas Hofstadter, y sus inspirados experimentos mentales con la "jerarquía enredada", la recursión, el reconocimiento de patrones, la inversión figura/fondo y la autorreferencia, deleitaron a los filósofos de salón y a los teóricos de la IA. Pero al final, mucha gente creyó que estos juegos intelectuales no producían un modelo útil de cognición en el que basar futuras investigaciones sobre IA. Ahora, Fluid Concepts and Creative Analogies presenta ese modelo, junto con los programas informáticos que Hofstadter y sus asociados han diseñado para probarlo. Estos programas funcionan en microdominios simplificados pero sorprendentemente ricos.
El 3 de abril de 1995, Fluid Concepts and Creative Analogies se convirtió en el primer libro pedido en línea por un cliente de Amazon.com. [3]
El primer proyecto de IA de Hofstadter surgió de su fascinación adolescente por las secuencias numéricas . Cuando tenía 17 años, estudió la forma en que se entrelazan los números triangulares y cuadrados , y finalmente encontró una relación recursiva que la describía. En su primer curso sobre IA, les propuso a los estudiantes y a él mismo la tarea de escribir un programa que pudiera extrapolar la regla por la que se genera una secuencia numérica. Analiza las técnicas de amplitud y profundidad , pero finalmente concluye que los resultados representan sistemas expertos que encarnan una gran cantidad de conocimiento técnico pero no arrojan mucha luz sobre los procesos mentales que los humanos utilizan para resolver tales acertijos.
En su lugar, ideó una versión simplificada del problema, llamada SeekWhence, en la que las secuencias se basan en reglas básicas muy simples que no requieren conocimientos matemáticos avanzados. Sostiene que el reconocimiento de patrones , la analogía y las hipótesis de trabajo fluido son fundamentales para comprender cómo los humanos abordan estos problemas.
Jumbo es un programa para resolver jumbles , juegos de palabras que consisten en cinco o seis letras desordenadas que deben ser anagramadas para formar una palabra en inglés. La palabra resultante no necesita ser real sino simplemente una plausible, es decir, que consista en una secuencia de letras normal en inglés.
Los elementos constitutivos de Jumbo son los siguientes:
Una "temperatura" se asocia al estado actual del citoplasma; determina la probabilidad de que se ejecute un código destructivo. Existe una temperatura de "congelación" a la que ya no puede producirse destrucción: se ha encontrado una solución.
Numbo es un programa de Daniel Defays que intenta resolver problemas numéricos similares a los utilizados en el juego francés “Le compte est bon” . El juego consiste en combinar unos números llamados “ladrillos”, utilizando las operaciones de multiplicación, suma y resta, para obtener un resultado determinado.
El programa está inspirado en Jumbo y Copycat y utiliza una red permanente de hechos matemáticos conocidos, una memoria de trabajo en forma de citoplasma y un coderack que contiene codelets para producir asociaciones libres de ladrillos con el fin de llegar al resultado.
El subtítulo del capítulo Una crítica de la metodología de la inteligencia artificial indica que se trata de un artículo polémico, en el que David Chalmers , Robert French y Hofstadter critican la mayor parte de las investigaciones que se estaban realizando en ese momento (principios de los años 80) por exagerar los resultados y pasar por alto las características centrales de la inteligencia humana.
Algunos de estos proyectos de IA, como el Structure Mapping Engine (SME), afirman que pueden modelar las altas facultades de la mente humana y comprender analogías literarias y redescubrir importantes avances científicos. En la introducción, Hofstadter advierte sobre el efecto Eliza , que lleva a las personas a atribuir la comprensión a un programa informático que solo utiliza unas pocas frases hechas. Los autores afirman que los datos de entrada para obtener resultados tan impresionantes ya están muy estructurados en la dirección del descubrimiento previsto y que solo queda una tarea sencilla de emparejamiento para el ordenador.
Su principal argumento es que es imposible modelar la cognición de alto nivel sin modelar al mismo tiempo la percepción de bajo nivel. Si bien la cognición se basa necesariamente en la percepción, sostienen que esta a su vez influye en la percepción misma. Por lo tanto, un buen proyecto de IA debería intentar modelar las dos juntas. En un eslogan que se repite varias veces a lo largo del libro: la cognición es reconocimiento .
Dado que la percepción humana es demasiado compleja para ser modelada por la tecnología disponible, favorecen la restricción de los proyectos de IA a dominios limitados como el utilizado para el proyecto Copycat.
Este capítulo presenta, como se indica en el título completo, Un modelo de fluidez mental y creación de analogías . Es una descripción de la arquitectura del programa Copycat , desarrollado por Hofstadter y Melanie Mitchell . El campo de aplicación del programa es un dominio de secuencias alfabéticas cortas. Un acertijo típico es: si abc se cambiara por abd , ¿cómo cambiarías ijk de la misma manera? El programa intenta encontrar una respuesta utilizando una estrategia supuestamente similar a la forma en que la mente humana aborda la pregunta.
Copycat tiene tres componentes principales:
El software resultante muestra propiedades emergentes. Funciona según un escaneo en terrazas paralelas que ejecuta varios procesos posibles al mismo tiempo. Muestra fluidez mental en el sentido de que los conceptos pueden convertirse en otros similares. Emula el comportamiento humano al tender a encontrar las soluciones más obvias la mayor parte del tiempo, pero estar más satisfecho (como lo demuestra la baja temperatura) con respuestas más inteligentes y profundas que encuentra con menos frecuencia.
En este capítulo se compara Copycat con otros trabajos recientes (en su momento) en el campo de la inteligencia artificial . En concreto, se lo compara con los resultados obtenidos por el motor de mapeo de estructuras SME y el motor de mapeo de restricciones analógicas (ACME). Los autores consideran que esos programas sufren dos defectos: su entrada está preestructurada por los desarrolladores para resaltar las analogías que se supone que el software debe encontrar; y la arquitectura general de los programas es serial y determinista en lugar de paralela y estocástica como la de Copycat, que consideran psicológicamente más plausible.
Se critica duramente la afirmación de que estas herramientas pueden resolver problemas de la "vida real". De hecho, sólo los términos utilizados en el ejemplo sugieren que la entrada a los programas proviene de una situación concreta. Las estructuras lógicas en realidad no implican ningún significado para el término.
Finalmente, se da una evaluación más positiva a otros dos proyectos: el modelo PAN de Indurkhya y el sistema AMBR de Kokinov.
En este capítulo se examinan los aspectos de la creatividad humana que aún no están modelados por Copycat y se establece un plan de investigación para una futura ampliación del software. El principal elemento que falta es la capacidad de la mente para observarse a sí misma y reflexionar sobre su propio proceso de pensamiento. También es importante la capacidad de aprender y recordar los resultados de la actividad mental.
La creatividad que se muestra en la búsqueda de analogías debería ser aplicable a niveles cada vez más elevados: hacer analogías entre analogías (expresión inspirada en el título de un libro de Stanislaw Ulam ), analogías entre estas analogías de segundo orden, etcétera.
Otro alumno de Hofstadter, Robert French, recibió la tarea de aplicar la arquitectura de Copycat a un ámbito diferente, consistente en analogías entre objetos que se encuentran sobre una mesa en una cafetería. El programa resultante se denominó Tabletop.
Los autores presentan un campo diferente y más amplio para justificar la pertinencia de abordar un proyecto aparentemente tan trivial. El campo alternativo se llama Ob-Platte y consiste en descubrir analogías entre ubicaciones geográficas en diferentes regiones o países.
Una vez más se presentan argumentos en contra de un enfoque de fuerza bruta, que funcionaría en el pequeño dominio Tabletop pero no sería viable en el dominio más grande de Ob-Platte. En su lugar, se utiliza una arquitectura paralela no determinista, similar a la adoptada por el proyecto Copycat.
En la premisa del capítulo, titulado El intrincado problema de la evaluación de la investigación , Hofstadter analiza la cuestión de cómo se debe evaluar la investigación en IA. Argumenta en contra de una estricta adhesión a una correspondencia entre los resultados de un programa de IA y la respuesta media de los sujetos de prueba humanos. Da dos razones para su rechazo: se supone que el programa de IA emula la creatividad, mientras que un promedio de respuestas humanas eliminará cualquier idea original de cualquiera de los sujetos individuales; y la arquitectura del programa debería ser más importante que su mera descripción funcional.
En el artículo principal se describe la arquitectura de Tabletop: está fuertemente inspirada en la de Copycat y consta de un Slipnet, un Workspace y un Corerack.
Este último capítulo trata de un proyecto más ambicioso que Hofstadter inició con el estudiante Gary McGraw. El microdominio utilizado es el de las fuentes en cuadrícula: alfabetos tipográficos construidos utilizando un sistema rígido de pequeños componentes rígidos. El objetivo es construir un programa que, dadas sólo unas pocas letras de la fuente en cuadrícula, pueda generar todo el alfabeto en el mismo estilo . La dificultad radica en la ambigüedad e indefinibilidad del estilo . El programa proyectado tendría una estructura muy similar a la de Jumble, Numble, Copycat y Tabletop.
En la parte final del libro, Hofstadter analiza algunos proyectos de IA con una mirada crítica. Concluye que la IA actual no capta la esencia de la creatividad humana y hace afirmaciones exageradas. Los proyectos que se analizan son los siguientes.
AARON , un artista informático que puede dibujar imágenes de personas en entornos al aire libre con un estilo distintivo que recuerda al de un artista humano; crítica: el programa no tiene ningún entendimiento de los objetos que dibuja, solo utiliza algunos algoritmos gráficos con algo de aleatoriedad para generar diferentes escenas en cada ejecución y para darle al estilo una sensación más natural.
Racter , un autor informático que escribió un libro titulado La barba del policía está a medio construir . Aunque parte de la prosa generada por el programa es bastante impresionante, debido en parte al efecto Eliza , el ordenador no tiene noción alguna de la trama ni del significado de las palabras que utiliza. Además, el libro está compuesto por textos seleccionados de entre miles producidos por el ordenador a lo largo de varios años.
AM , matemático informático que genera nuevos conceptos matemáticos. Logró producir por sí solo la noción de número primo y la conjetura de Goldbach . Al igual que con Racter, la pregunta es cuánto filtró el programador la salida del programa, manteniendo solo la salida interesante ocasional. Además, al ser las matemáticas un dominio muy especializado, es dudoso que las técnicas utilizadas puedan abstraerse a la cognición general.
Otro programa matemático, llamado Geometry, fue celebrado por haber hecho un descubrimiento revelador: una prueba original de que un triángulo isósceles tiene ángulos de base iguales. La prueba se basa en ver el triángulo de dos maneras diferentes. Sin embargo, el programa genera todas las formas posibles de ver el triángulo, sin siquiera saber que se trata del mismo triángulo.
Hofstadter concluye con algunas observaciones metodológicas sobre el Test de Turing . En su opinión, sigue siendo una buena definición y sostiene que, al interactuar con un programa, un ser humano puede tener una idea no sólo de su comportamiento sino también de su estructura. Sin embargo, critica el uso que se hace de él en la actualidad: fomenta el desarrollo de interfaces de lenguaje natural sofisticadas en lugar de la investigación de facultades cognitivas profundas.